临沂市地质灾害现状及易发程度分区评价

祝丽媛，窦连波，李莺宇，陈秀娟，王伟德

(山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队，山东 临沂 276006)

0 引言

临沂市地处沂蒙山区，地质灾害较发育，20世纪八九十年代，多处发生岩溶塌陷，造成了经济损失及人员伤亡。近年来，随着经济的发展，人类活动不断加强，对地质体的稳定性造成一定程度的破坏，地质灾害呈加剧的趋势，特别是矿产资源的开发，遗留了大量的高陡边坡和地下采空区，形成了崩塌和采空塌陷隐患。

临沂市地质灾害调查始于2001—2008年间开展的山东省山丘区“县(市、区)地质灾害调查与区划(1∶10万)”工作，临沂市共提交了12个县区的“1∶10万地质灾害调查与区划报告”；2011开展了山丘区大比例尺(1∶5万)《县(市、区)地质灾害调查与区划》专项工作，共提交了13个县区的1∶5万地质灾害调查报告，查明了各县区的地质灾害分布现状。2016年，山东省国土资源厅组织开展各市区地质灾害排查工作，查明了临沂市各类地质灾害发育现状及影响因素，为后期地质灾害防治工作提供了依据。

1 地质环境背景条件

1.1 气象水文

临沂市属暖温带半湿润大陆性季风气候，多年平均气温13.6℃，极端最高气温40.0℃，极端最低气温-16.5℃。多年平均降水量797.0mm，年最大降水量1417.3mm，年最小降水量529.5mm，日最大降水量277.8mm，5—8月份降水占全年降水量的72.9%。多年平均相对湿度为68%。多年平均蒸发量为1734.37mm，全年无霜期189～230d。

临沂市在流域划分上属淮河流域和沿海诸河流域的一部分，区内群山起伏，雨量充沛，形成大小河流1800余条,以沂蒙山脉为中心,形成一条辐射状水系,10km以上的河流就有近300条，区内主要水系是沂河水系、沭河水系、中运河水系、湖东水系、山东沿海诸河水系。

1.2 地形地貌

临沂地处鲁中南低山丘陵区东南部和鲁东丘陵南部，地势西北高东南低，以沂河、沭河为中心，西、北、东三面群山环抱，向南构成扇状冲积平原。山地、丘陵、平原面积比例为2∶4∶4。蒙山主峰龟蒙顶海拔1156m，为山东第二高峰，被称为“岱宗之亚”(图1)。

1—中山；2—低山；3—丘陵；4—山间平原；5—山前倾斜平原；6—地貌形态类型界线图1 临沂市地形地貌图

1.3 地层

临沂市地层区划属华北地层大区，鲁西地层分区，其分布明显受构造控制，沂沭断裂之安丘-莒县断裂以东，长期遭受剥蚀作用，在漫长的古生代没有接受沉积，至中生代中期，随胶莱盆地的下沉，形成了侏罗纪及白垩纪地层。沂沭断裂带以西的地层，除晚奥陶世、志留纪、泥盆纪、早石炭世、三叠纪及中、早侏罗世、古近纪、新近纪地层缺失以外，其他各期地层都有发育。临沂市岩浆岩分布较广，岩石类型发育齐全，从超基性—基性—中性—酸性均有分布。

1.4 构造

临沂市大地构造区划大部分属华北板块鲁西隆起区，仅莒南县和临沭县位于苏鲁造山带的胶南-威海隆起区，二者被沂沭断裂带分开。全市共分为鲁中隆起、沂沭断裂带、胶南隆起3个三级单元，又细分为12个Ⅳ级单元和23个Ⅴ级单元[1]。

1.5 人类工程活动

近年来，随着经济发展和社会进步，人类工程活动强度的加剧，对地质环境造成不同程度的破坏，主要表现在3个方面：一是矿产资源开采，目前临沂市矿山总数1594个，其中生产矿山和在建矿山206个，除兰山区和河东区，其余县区均有分布，关闭和废弃矿山1388个，所有县区均有分布。开采矿种主要以铁矿、煤矿、石膏矿、金矿、水泥用灰岩、石英砂岩、花岗岩、闪长岩为主，地下开采形成了大量的采空区，造成了采空塌陷及伴生地裂缝隐患，露天开采形成的不稳定边坡面有大量危岩体未清理，存在崩塌隐患；二是地下水开采，随着城市和工业的发展，地下水的开采强度日益增加，在过度开采的情况下，岩土体结构应力状态发生变化，破坏地下水均衡条件，在临沂市城区西部、沂南县孙祖镇、双堠镇等地区形成岩溶塌陷地质灾害隐患；三是基础工程建设，鲁南高铁建设穿过平邑、费县、临港丘陵区，存在部分坡体、坡脚开挖现象。公路建设存在大量切坡工程，部分地段未进行必要的工程治理，遗留的公路边坡容易发生滑坡、崩塌等地质灾害[2]。

2 地质灾害现状及发育特征

2.1 地质灾害发育现状

临沂市共发育地质灾害隐患点391处，其中，崩塌隐患点224处，占地质灾害总数的57%；采空塌陷70处，占地质灾害总数的18%；岩溶塌陷27处，占地质灾害总数的7%；滑坡28处，占地质灾害总数的7%；不稳定斜坡22处，占地质灾害总数的6%；泥石流19处，占地质灾害总数的5%；地裂缝仅有1处(图2)。

临沂市391处地质灾害隐患点中，蒙阴县、沂水县、平邑县、费县、沂南县数量最多，分别占地质灾害总数的17%，16%，13%，12%，11%；其次为蒙山旅游区、罗庄区、兰陵县、兰山区、莒南县、临港区；郯城县和河东区没有地质灾害隐患点(图3)。从分布密度上看，蒙山旅游区地质灾害隐患点分布密度最大，每百平方千米9.58处，其次是罗庄区、蒙阴县、临港区、费县、平邑县、沂水县、兰山区、沂南县、兰陵县，密度最小县区为莒南县和临沭县，每百平方千米不足1处。按地质灾害规模划分，临沂市391处地质灾害隐患点以小型为主，共计350处，中型41处(表1)。

图2 临沂市各类地质灾害隐患点数量及所占比例

图3 临沂市地质灾害隐患点各县区分布图

2.2 崩塌发育特征

崩塌地质灾害突发性强，常瞬间发生。根据危岩体的不同，可分为岩浆岩危岩体崩塌和灰岩危岩体崩塌。以浅变质岩浆岩危岩体为主的崩塌，主要分布于蒙山旅游度假区、蒙阴、平邑、沂水，该区主要为太古宙岩浆岩，地壳运动、构造运动使岩体节理裂隙发育，山体顶部、山坡中部存在大量的危石，易发生崩塌，造成人民财产安全损失；以厚层、巨厚层灰岩危岩体为主的崩塌，广泛分布于临沂市蒙阴、沂水崮形地貌区。崩塌隐患点坡面形态多为直立状，风化较为严重，呈块状，有危岩体，在暴雨、振动条件下，易发生小规模坠石或土体坍塌，对车辆及人员等构成威胁。

临沂市共计崩塌地质灾害隐患点224处，其中蒙阴县、沂水县分布最广，其次为沂南县、平邑县、费县、蒙山旅游区、临港区、兰陵县、兰山区、临沭县，河东区、郯城县等平原区没有崩塌地质灾害隐患点(图4)。

2.3 采空塌陷发育特征

采空塌陷是地下矿层大面积采空后，矿层上部岩层平衡条件被破坏时产生的。临沂市是山东主要的煤矿、石膏矿、金矿、铁矿产区，采空形成地面塌陷分布较为集中，主要分布在临沂市罗庄区煤矿采空塌陷区；沂南叶落沟、石桥、金场金矿采空塌陷区；平邑卞桥石膏矿采空塌陷区。采空塌陷区大多集中分布于山前及山间平原,是重要的农业高产区,村镇集中、人口稠密、交通发达，是当地最重要的经济带，塌陷后造成的危害比较大[3]。

表1 临沂市地质灾害及隐患点规模 (处)

图4 临沂市各县区崩塌分布图

2.4 岩溶塌陷发育特征

岩溶塌陷是指在可溶性岩石分布的浅覆盖区，由于浅部岩溶发育，当水文地质条件改变时，在地下水的作用下，松散土层的土颗粒发生运移，而逐渐形成隐伏土洞，并向地表发展，最终导致地面塌陷。岩溶塌陷主要分布在临沂市城区及其西部的岩溶地下水超采漏斗范围内。主要是由于改革开放以来人类经济活动加剧，地下水开采强烈，加之城区及其西部分布大面积的隐伏灰岩，上覆6～12m的第四系松散覆盖层，具双层结构，易产生塌陷。临沂市已发生的岩溶塌陷主要分布在临沂城区西部的地下水降落漏斗范围内及沂南县双堠镇南龙口村、青驼新磨石沟村、孙祖纸坊村等地，造成直接经济损失约1300万元[4-8]。

3 地质灾害易发程度综合分区评价

3.1 分区评价方法

采用“地质灾害综合危险性指数法”进行地质灾害危险性评价。首先，运用栅格数据处理方法将临沂市划分成若干面积相等的单元，每个单元面积为1km×1km，共1350个单元格；其次，按照统一量化标准，对影响地质灾害发育的要素进行量化；最后，根据实际情况对地质灾害易发程度分级进行定性修正，取值(7,10]为高易发区(A)、取值(4,7]为中易发区(B)、取值(1,4]为低易发区(C)、取值(0,1]为不易发区(D)[9-17]。

3.2 分区评价模型

Z=Zq·r1+Zx·r2

式中：Z—地质灾害综合危险性指数；Zq—潜在地质灾害强度指数；r1—潜在地质灾害强度权值；Zx—现状地质灾害强度指数；r2—现状地质灾害强度权值。

(1)潜在地质灾害强度指数计算

Zq=∑Ti·Ai

式中：Zq—潜在地质灾害强度指数；Ti—分别为控制评价单元地质灾害形成的地质条件(D)、地形地貌条件(X)、气候植被条件(Q)、地质灾害隐患点(R)的标度分值；Ai—分别为各形成条件的权值。

(2)现状地质灾害强度指数计算

Zx=∑Li·Bi

式中：Zx—现状地质灾害强度指数；Li—分别为评价单元地质灾害规模(G)、分布密度(M)、活动频次(P)、灾情(W)的标度分值；Bi—分别为反映评价单元地质灾害强度指数计算参数的权值。

3.3 确定评价因子基本分值

将每个评价因子按Ⅰ～Ⅳ级进行强度分级，然后根据临沂市地质环境条件、地质灾害形成影响因素和发育特征确定分级标准,Ⅰ级基本分值10，Ⅱ级基本分值7，Ⅲ级基本分值4，Ⅳ级基本分值1。潜在地质灾害评价因子权重采用傅勒三角形法，AD权值0.3，AR权值0.3，AX权值0.2，AQ权值0.2。现状地质灾害评价因子，BP权值0.4，BM权值0.3，BW权值0.2，BG权值0.1。根据地质灾害综合危险性指数计算结果进行临沂市地质灾害易发区划分(表2、表3)。

表2 潜在地质灾害强度评价因子强度分级

表3 现状地质灾害强度评价因子强度分级

3.4 地质灾害易发程度评价结果

3.4.1 地质灾害高易发区(A)

(1)崩塌、滑坡、泥石流为主的地质灾害高易发区(A1)：主要分布在沂水县北部圈里、马站、诸葛、高庄、泉庄、夏蔚，蒙阴县东北，蒙山旅游区，面积2547.93km2，分布地质灾害隐患点149处，区内主要是中山地形地貌，在强降雨及震动下会导致地质稳定性差，容易发生崩滑流地质灾害(图5)。

1—地质灾害高易发区；2—地质灾害中易发区；3—地质灾害低易发区；4—地质灾害非易发区；5—崩滑流集中区；6—采空塌陷集中区；7—岩溶塌陷集中区图5 临沂市地质灾害易发程度分区图

(2)采空塌陷地质灾害高易发区(A2)：主要分布于平邑县卞桥镇、保太镇、仲村镇、蒙山旅游区柏林镇石膏矿开采区，兰陵县兰陵镇石膏矿开采区，面积314.81km2，分布地质灾害隐患点26处。

(3)岩溶塌陷高易发区(A3)：主要分布于临沂城区西部地下水开采降落漏斗内，沂南县孙祖镇、双堠镇岩溶发育区，面积384.31km2，分布地质灾害隐患点12处。

3.4.2 地质灾害中易发区(B)

(1)崩塌、滑坡、地面塌陷为主的地质灾害中易发区(B1)：主要分布在沂水县夏蔚镇、院东头镇、蒙阴县野店镇、坦埠镇、旧寨乡、沂南县岸堤镇、马牧池镇、依汶镇，平邑县丰阳镇、临涧镇、流峪镇，费县新庄镇、梁邱镇、朱田镇，分布面积2329.59km2，分布地质灾害隐患点95处。区内是低山丘陵区，已发生崩滑流地质灾害少于北部的中高山丘陵区，在强降雨及震动下会导致地质稳定性差，有发生崩滑流地质灾害的可能性。

(2)采空塌陷地质灾害中易发区(B2)：分布于罗庄街道办、高都街道办、册山街道办、付庄街道办、褚墩镇、黄山镇煤矿开采区，沂南县铜井镇安落村、界湖街道办金场和石桥村金矿开采区、蒲汪镇大于家庄煤矿开采区，分布面积467.71km2，分布地质灾害隐患点30处。

3.4.3 地质灾害低易发区(C)

(1)崩塌、滑坡、泥石流为主的地质灾害低易发区(C1)：分布在费县石井镇及兰陵县下村镇，莒南县涝坡镇、文疃镇，临港区坪上镇、朱芦镇，郯城县马陵山地区，分布面积1758.97km2，分布地质灾害隐患点33处。

(2)采空地面塌陷地质灾害低易发区(C2)：主要分布在兰山区义堂镇、费县探沂镇煤矿开采区，分布面积139.17km2，分布地质灾害隐患点10处。

3.4.4 地质灾害非易发区(D)

该区主要分布在其他平原地区，该区面积9296.02km2，分布地质灾害隐患点36处(图5)。

3.5 地质灾害防治分区及防治措施

临沂市地质灾害防治分区划分为重点、次重点和一般防治区，重点防治区主要分布于临沂城区中西部、沂南双堠-青驼等地的岩溶塌陷区，罗庄褚墩、黄山及郯城沙墩的煤矿采空区，平邑仲村煤矿采空区，平邑保太-卞桥、兰陵县兰陵镇一带的石膏矿采空区以及蒙阴岱崮-野店一带的崩塌易发的中低山丘陵区。地质灾害次重点防治区主要分布于临沂市西北部的中低山丘陵区及兰山区义堂镇、费县探沂镇煤矿开采区。一般防治区主要分布于平邑-费县的北部，沂水、沂南、河东、兰山、兰陵、郯城等县区大部分以及莒南、临沭县。

临沂市目前已建立群测群防点276个，逐步健全群测群防网络。2011年以来，临沂市投入地质灾害治理资金4857万元，开展地质灾害治理项目22个，省、市财政共投入资金1.2523亿元，组织开展43处重要地质灾害隐患点的搬迁避让。

2017年底建设完成了24个突发性地质灾害监测点，其中8处重要地质灾害点安装了视频监视系统，共安装滑坡监测仪8套、大型地裂缝监测仪1套、简易地裂缝监测仪13套、雨量计7套、地灾远程监控设备8套。

4 结论

(1)临沂市地质灾害类型主要包括崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷和岩溶塌陷，崩塌、滑坡、泥石流主要发生在中北部低山丘陵区，除兰山区、河东区、郯城县等平原区，其余县区均有分布，岩溶塌陷发生在临沂城区中西部地下水降落漏斗区、沂南县岩溶发育区，采空塌陷主要发生在罗庄、平邑、蒙阴、兰陵等矿山采空区。

(2)临沂市地质灾害易发程度分区受地形地貌控制明显，崩塌、滑坡、泥石流地质灾害高易发区、中易发区主要分布于北部中、低山丘陵区，岩溶塌陷、采空塌陷主要发生在平原区。

(3)临沂市北部蒙山、沂水、沂南、蒙阴，西北部平邑、费县，东部临港等地的中、低山丘陵区是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生的重点地区，铁路、公路、水渠及其他工程建设中的不合理开挖、切坡、爆破震动，以及不适当的堆渣、弃渣、填土都可能增加崩塌、滑坡、泥石流发生的可能性；临沂市城区中西部、沂南双堠-孙祖-青驼、平邑铜石镇，近年来政府严格控制地下水开采岩溶塌陷发生的概率降低，但是受降水和地下水不合理开采的影响，岩溶塌陷隐患仍有发生，主要表现为点状；尚未治理的兰山、罗庄、平邑仲村一带的煤矿采空区，兰陵、平邑一带的石膏矿采空区以及临港、沂水、蒙阴一带铁矿采空区等地，为采空塌陷地质灾害发生和危害的重点地区。

(4)根据地质灾害易发程度分区，结合国民经济和社会发展计划，将临沂市划分为重点、次重点和一般防治区，再根据各易发分区主要地质灾害类型划分为不同的防治亚区。确定了中远期地质灾害防治工作重点。

(5)根据地质灾害隐患点现状分布，完善现有地质灾害预警预报系统，健全地质灾害预警预报信息发布机制；加强汛期监测和汛后复查；为临沂市应急管理局的应急救援提供地质灾害基础资料。